Věda | Výzkum | Grafen

Spiderman by záviděl: pavoučí vlákno vyztužené grafenem má úžasné vlastnosti

  • Nový systém umožní vytvářet hedvábná vlákna z pavouků zesílená grafenem nebo uhlíkovými nanotrubicemi
  • Výsledná vlákna mají rekordní pevnost
  • Výroba probíhá biologicky pomocí pavouků

Vědci z Graphene Flagship představili nejnovější výzkum v oblasti grafenu, který slouží pro zesílení hedvábných vláken, jež produkují pavouci. Díky kombinaci biologických a technologických procesů je možné vytvořit vlákna s rekordní pevností, která dosahují několika násobně lepších vlastností, než běžná přírodní vlákna pavouků.

Grafen jako takový je dvourozměrná formu uhlíku a uhlíkové nanotrubice pak trojrozměrná struktura spojená právě do tvaru trubice. Vědci v poslední době dělají s těmito revolučními materiály obrovské pokroky a možnosti použití jsou velmi široké – jak pro elektroniku, zdravotnictví, tak třeba i v oblasti materiálů pro bezpečnostní nasazení. Tentokrát by výzkum mohl ovlivnit právě segmenty, kde se používají látky všeho druhu.

Základem je pavouk

Vědci vyztužená vlákna nevyrábí umělou cestou, ale využívají k tomu přírodní procesy, které zajišťují přímo vybraní pavouci. Systém funguje tak, že v jejich uzavřeném prostředí se nachází nastříkané větší množství grafenu a uhlíkových nanotrubic.

Kromě klasické potravy tak pavouci konzumují i tyto nanomateriály a ty se pak skrze biologické procesy stávají strukturou samotného produkovaného hedvábného vlákna pavouků. Už samotná přírodní hedvábná vlákna pavouků jsou extrémně silná a mají výjimečné vlastnosti jak z pohledu pevnosti, tak i roztažnosti. Kombinací se zmíněnými nanomateriály ale dochází k ještě výraznějšímu zlepšení vlastností.

Spiderman by záviděl

Zesílená vlákna se pyšní až 3× vyšší pevností, konkrétně 5,4 GPa a rekordní až 10× vyšší průrazuvzdorností – 2,1 GPa, podobně jako mají nejsilnější uhlíková vlákna na světě. Jedná se o hodnoty dosažené v rámci současného výzkumu, ale už teď je jasné, že procesy a materiály půjde optimalizovat ještě více a dosáhnout tak ještě lepších vlastností. Hodí se i dodat, že „pár“ pavouků testování a výzkum nezvládlo.

Nový „BIO“ nanomateriál může sloužit k vytvoření odolných textilií nebo vláken pro padáky, stejně tak pro různé zdravotnické obvazy nebo pokročilé filtry. Hlavní předností je, že by na rozdíl od uměle vytvořených verzí byla biologicky odbouratelná, což je v některých případech nasazení přímo nutností.

Výzkum zmiňuje, že vše nekončí jen u pavouků, ale podobný systém bude možné uplatnit i u dalších živočichů nebo třeba rostlin a dalších biologických struktur. Díky tomu by bylo možné rapidně snížit cenu takového materiálu a rozšířit jeho hromadnou výrobu i pro oblasti, kde to dříve bylo nepředstavitelné kvůli poměru ceny a uplatnění ve výsledném produktu.

Oficiální materiál k výzkumu naleznete na Arxiv.org (PDF)

Jak se dá levně a snadno vyrábět grafen?

Diskuze (7) Další článek: Na novém iPadu Pro konečně můžete sledovat i HDR filmy, má to ale háček

Témata článku: Technologie, Věda, Příroda, Výzkum, Nanotechnologie, Materiál, Grafen, Uzavřené prostředí, Výsledný produkt, Pav, Spiderman, Vlákno, Vysoká pevnost, Biologický proces, Nový systém, Poslední doba, Pevnost, Dobrá vlastnost, Uhlíková nanotrubice, PDF, Nejnovější výzkum, Vlastnost, Pavouk, Pokročilý filtr, Výjimečná vlastnost


Určitě si přečtěte

Podívejte se na Windows z roku 1990. Před 30 lety přišly Windows 3.0 a líbily se nám

Podívejte se na Windows z roku 1990. Před 30 lety přišly Windows 3.0 a líbily se nám

** 22. května 1990 uvedl Microsoft Windows 3.0 ** Systém z Microsoftu definitivně udělal lídra na desktopu ** Tehdejší Windows byly vlastně grafickou nadstavbou nad MS-DOS

Jakub Čížek | 65

Je to dobré, cetky z AliExpressu budou nejspíše relativně levné i v roce 2021

Je to dobré, cetky z AliExpressu budou nejspíše relativně levné i v roce 2021

** V roce 2021 začneme platit DPH i u laciného zboží z asijských e-shopů ** Daň ale budeme většinou platit už na e-shopech ** Nemusíte se bát zdlouhavého a drahého celního řízení

Jakub Čížek | 69

Chrome se naučí dokonale odkazovat. Jeho odpůrci bijí na poplach, prý je to bezpečnostní katastrofa

Chrome se naučí dokonale odkazovat. Jeho odpůrci bijí na poplach, prý je to bezpečnostní katastrofa

** Google zavádí techniku ScrollToTextFragment ** Umí vytvořit odkaz na konkrétní slovo na stránce ** Podle kritiků by to mohl být bezpečnostní problém

Jakub Čížek | 40

Galerie: Podívejte se na čínský Linux, se kterým to na svých PC zkusil i Huawei

Galerie: Podívejte se na čínský Linux, se kterým to na svých PC zkusil i Huawei

** Huawei se loni dostal do křížku s USA ** Začal to proto zkoušet s konkurenčním operačním systémem ** Jmenuje se Deepin a před pár dny se dočkal nové verze

Jakub Čížek | 36


Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest 21 grafických karet

AMD poráží Intel už i v notebooku

Jak vytvořit 3D fotky v mobilu

Nejlepší fotoaparáty do 30 000 Kč